Способ переработки шлакового расплава и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к строительным материалам, преимущественно к цементному производству, и может быть использовано для получения цемента в металлургической промышленности . Изобретение позволяет повысить производительность, качество цемента и интенсифицировать теплои массообмен. Шихтовые добавки (глину, известняк ) подают в циклонную печь.2 6-6 (Л со сл со фие.З Pacfr/foff

СОЮЗ СОВЕТСКИХ„

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ч сО

СР

С1

Р июла/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3966042/29-33 (22) 27.08.85 (46) 15.11.87. Бюл. Р 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации труда в черной металлургии (72) В.Г.Урчукин,Е.П.Золотько,В.Д.Кабак,Н.M.Ïoòàïoâ и В.Т.Пиляев (53) 629 ° 54 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 916938, кл. F 27 В 15/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

9 1316987, кл. С 04 В 5/00, 1985.

„„80„„1351900 А1 (51)4 С 04 В 5/00 F 27 В 15 00 (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ИПАКОВОГО

РАСПЛАВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к строительным материалам, преимущественно к цементному производству, и может быть использовано для получения цемента в металлургической промьппленности. Изобретение позволяет повысить производительность, качество цемента и интенсифицировать тепло- и массообмен. Шихтовые добавки (глину, известняк) подают в циклонную печь,2

1351 через вводы. Топливовоздушную смесь в печь подают тангенциально через сопла 3. В рабочей камере происходит плавление шихтовых добавок. Одновременно в рабочую камеру через шлаковые сопла 4, установленные также тангенциально и связанные с форкамерами 5, подают в распыленном виде расплав шлака. Капли расплава шлака сме" шиваются с каплями расплава шихтовых материалов. Происходят термохимические реакции. Затем смесь расплавов шлака и материалов попадает через пе-. режим 6 в копильник-смеситель 7. Благодаря особой форме выполнения ко900 пильника и раздвоения на конце пережима 6 на две части, погруженные в расплав, происходит дополнительное смешивание расплавов шлака и шихтовых материалов. Расплав шлака вдувают в циклонную печь продуктами сгорания топлива со скоростью, в 1,5-2 0 раза превышающей скорость подачи энергоносителя, Шлаковое сопло установлено на высоте рабочей камеры от плоскости выхода вводов, равной 0,40,6 высоты рабочей камеры. Смеситель выполнен в виде незамкнутого эллипса в продольном сечении и двух сопряженных окружностей — в поперечном.3 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, преимущественно к цементному производству, и может быть использовано для получения цемента в металлургической промышленности с использованием вто(ричных материальных и энер г тических .ресурсов, например, доменного производства.

Цель изобретения — обеспечение получения цемента высокого качества при увеличении производительности и интенсификации тепло- и массообмена.

На фиг.l изображена циклонная печь, план; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит вводы 1 для подачи твердых добавок, установленные на крышке циклонной печи 2. Топливовоэдушные сопла 3 установлены тангенциально в верхней части рабочей камеры, а шлаковые сопла 4 — тангенциально рабочей камере печи 2 на высоте .рабочей камеры, равной h от плоскости выхода вводов 1, равном 0,4 — 0,6 высоты Н рабочей камеры. Перед шлаковыми соплами 4 установлены форкамеры 5 для обеспечения перегрева шлакового расплава и его распыления. В .нижней части рабочей камеры имеется пережим 6, соединяющий рабочую камеру со смесителем 7. Смеситель выполнен в виде незамкнутого эллипса в продольном сечении и двух сопряжен- Зб

2 ных окружностей в поперечном сечении.

Пережим 6 раздвоен по длине, образуя в нижней его части две точки с площадью поперечного сечения выходного отверстия каждого z 2 раза меньше площаци поперечного сечения входа пережима. К смесителю 7 последовательно присоединены диффузор 8 и камера 9 охлаждения, в нижней стенке которой установлена летка 10. Смеситель и камера осаждения имеют кирпичную футеровку ll (узлы охлаждения и дробления не показаны).

Устройство работает следующим образом.

В циклонную камеру через вводы 1 подают мелкодисперсные сырьевые твердые добавки. При сгорании топлива, поступающего в рабочую камеру вместе с воздухом через сопла 3, образуется высокотемпературный закрученный турбулентный газовый вихрь. Скорость истечения энергоносителя составляет

100-120 м/с. Частицы шихты мгновенно нагреваются, плавятся и за счет центробежных сил, создаваемых газовым вихрем, отбрасываются на стенки рабочей камеры. Высота зоны сепарации (осаждения) капель шлакового расплава

h зависит от скорости энергоносителя и при оптимальной екорости 100-120 м/к составляет 0,5 — 0,7 высоты циклонной камеры Н.

При течении шлакового расплава по вертикальным стенкам рабочей камеры между отдельными компонентами шихты протекают термохимические реакции, которые завершаются на 60-70Х на высоте h, где установлены шлаковые сопла 4. Через шлаковые сопла 4 в рабо5 чую камеру подают плавленный доменный шлак, перегретый вьп-е температуры о плавления на 150-300 С. Высота установки шлаковых сопел составляет 0,4 — 1р

0,6 высоты Н от плоскости выхода вводов 1. Перегрев шлака осуществляется за счет тепла топлива, сжигаемого в форкамерах 5. При расположении шлакбвых сопел вьппе по высоте печи, чем на 15 расстоянии 0,4 Н, ухудшается качество смешивания расплава шлака с шихтовым материалом, так как частицы материала не успевают расплавиться и не произойдет полного соединения капель шлакового расплава с расплавом шихтовых материалов. При расположении шлаковых сопел ниже по высоте печи, чем на расстоянии 0,6 Н, не до конца произойдут термохимические реакции, 25 что ухудшает качество цемента.

Шлаковый расплав подают в виде струи и вследствие высокой скорости газов (продуктов сгорания топлива), выходящих из форкамеры 5, распылива- 30 ется на мельчайшие частицы (капли).

Это позволяет почти мгновенно перегреть их в рабочей камере во взвешенном состоянии на 150 — 300 С.

Скорость газов, выходящих из со- 35 пел 4, составляет 1,5 — 2 скорости энергоносителя (топливовоздушной смеси, подаваемой в верхнюю часть рабочей камеры для нагрева шихтовых материалов).

4р

Так как сопла 4 установлены тангенциально, то частицы (капельки) шлакового расплава при входе в рабочую камеру циклонной печи попадают на ее стенку, где происходит интен- 45 сивное смешивание шлака с расплавом шихты (сырьевых материалов) и термохимические реакции.

Газовый поток, поступающий в циклонную камеру через сопла 4, смешивается с газовым вихрем и увеличивает скорость его вращения и температуру, что приводит к повьппению турбулентности последнего и интенсификации тепло- имассообмена между высокотем55 пературными газами и расплавом. Далее расплав и газы проходят совместно через пережим 6 и попадают в смеситель 7, имеющий в поперечном сече1351 900 а нии форму двух сопряженных окружностей. Пережим в верхнем сечении (фиг.2) имеет форму окружности. По высоте пережим разделяется на две самостоятельные части, каждая из которых выходит в свою окружность смесителя и имеет на выходе форму эллипса (фиг.3) длина которого равна диаметру пережима. Выходные отверстия пережима погружены в расплав в смеситель 7 и таким образом газы, выходящие из пережима, барботируют через расплав, что приводит к интенсивному перемешиванию и гомогенизаций расплава. Иэ смесителя 7 расплав через выступ перетекает в диффузор, камеру 9 осаждения и через летку 10 поступает на охлаждение.

Отходящие газы из смесителя 7 поступают в диффузор 8, где скорость; газов постепенно уменьшается, в результате чего из потока газов выпадают мельчайшие капельки расплава, окончательное отделение которых от газов происходит в осадительной камере 9 °

Пример. Сырьевые добавки (СаО, А1 0 ),нагретые до 600 С,подаются через вводы в верхнюю часть циклонной . камеры.

Количество этих добавок составляет 20 — 30 по отношению к шлаковому расплаву, поступающему в диспергированном виде .

Топливовоздушная смесь поступает в циклонную камеру с температурой

550 — 600 С со скоростью 110 м/с. В результате сгорания топлива температура газов в верхней части циклонной камеры поддерживается на уровне 2000—

2.100 С.

Ипаковый раствор в диспергировано ном виде с температурой 1500 С (йп о

= 200 С) подают в циклонную камеру при помощи продуктов сгорания топли ва, имеющую температуру 21 00 С со скоростью 180 м/с (W = 1,63), что позволяет поддерживать температуру в этой части циклонной камеры на уровне 2000 — 2100 С.

При взаимодействии расплава сырье- вых добавок с диспергированным шлаковым расплавом на вертикальных стенках циклонной камеры образуется расплав смеси, в котором интенсивно протекают термохимические реакции между отдельными компонентами. Из камеры расплав вместе с газами через певе- .

1351900

Формула изобретения

Составитель В.Юдина

Техред А.Кравчук

Корректор И. Эрдейи

Редактор М. Недолуженко

Заказ 5533/19 Тираж 588 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жим поступает в смеситель, где газы барботируют через расплав, что приводит к интенсивному перемешиванию, хорошей гомогенизации расплава. Здесь

5 термохимические реакции завершаются.

Затем расплав через порог вытекает в диффузор, где происходит полное отделение газов от расплава.

Далее расплав — плавленный цемент, 0 вытекает через летку на грануляцию.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить производитель" ность и качество цемента за счет ин-, тенсификации тепло- и массообмена.

1. Способ переработки шлакового расплава, включающий его подачу в циклонную печь, загрузку сверху твердых добавок и тангенциальную подачу энергоносителя в направлении подачи шлака, отличающийся тем, 2б что, с целью обеспечения получения цемента высокого качества при увеличении производительности и интенсификации тепло- и массообмена, расплав шлака .вдувают в циклонную печь про-.

4-4 дуктами сгорания топлива со скоростью, в 1,5-2,0 раза превышающей скорость подачи энергоносителя, с последующим дополнительным перемешиванием расплава добавок и шлака.

2. Устройство для переработки шлакового расплава, включающее циклонную печь с рабачей камерой, топливовоздушные сопла для подачи энергоносителя, установленнные в ее верхней части тангенциально, вводы для подачи твердых добавок и шлаковые сопла, установленные тангенциально с соплами подачи энергоносителя, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что,с целью обеспечения получения цемента высокого качества при увеличении производительности и интенсификации тепломассообмена, оно снабжено смесителем и форкамерами,,каждая из которых расположена перед шлаковым соплом, установленным на высоте рабочей камеры от плоскости выхода вводов; равной

0,4-0,6 высоты рабочей камеры.

3. Устройство по п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что смеситель выполнен в виде незамкнутого эллипса в.продольном сечении и двух сопряженных окружностей — в поперечном.